显示器的显示原理

1. 液晶显示器（LCD）当前，向轻，薄，短，小5261的目标发展了2113个技术信息产品，并且在4102计算机具有1653年悠久历史的显示产品肯定是没有例外. CRT显像管显示器和LED显示面板等传统显示方法以易于携带和运输为先决条件，但会受到体积过大或功耗过大等因素的影响，无法满足用户的实际需求. 液晶显示技术的发展符合当前信息产品的趋势. 无论是直角显示，低功耗，小尺寸还是零辐射，用户都可以享受最佳的视觉环境.

2. 液晶的诞生要追溯液晶显示器的起源，我们必须首先从“液晶”的诞生开始. 公元1888年，奥地利植物学家弗里德里希（Friedrich）. 弗里德里希·雷尼泽（Friedrich Reinitzer）发现了一种特殊物质. 他从植物中提取了一种化合物，称为螺旋甲苯. 在对该化合物进行加热实验期间，他意内既具有液体特性又具有结晶特性. 这也是由于其独特的状态，后来称为“液晶”，意思是液晶物质. 但是，尽管早在1888年就发现了液晶，但仅在80年后，液晶才真正用于日常生活中. 1968年，在RCA公司（广播和电视的发明公司）的Sanov研发中心，工程师发现液晶分子受到电压的影响，改变了分子的排列，并且可以偏转入射的光. 现象. 利用这一原理，RCA发明了世界上第一个使用液晶显示器的屏幕. 从那时起，LCD技术已广泛用于一般电子产品，例如计算器，电子表，手机屏幕，医院使用的仪器（出于辐射测量的考虑）或数码相机的屏幕等. 有趣的是，发现液体晶体比真空管或阴极射线管要早一些，但全世界对这种现象并不了解. 直到1962年，RCA研究小组的化学家乔出版了第一本书. 在Joe Castellano先生出版的书中对此进行了描述. 与显像管类似，尽管这两种技术是美国RCA发明的，但它们是由日本的Sony和Sharp继承的.

3. 液晶液晶显示器是基于液晶材料的. 由于液晶介于固体和液体之间，因此它不仅具有固体晶体的光学特性，而且具有液体流动特性，因此可以说是中间相. 要了解液晶产生的光电效应，我们必须解释液晶的物理特性，包括其粘度（黏度），弹性（弹性）和极化（极化率）. 从流体力学的观点来看，液晶的粘度和弹性可以说是具有取向特性的液体，根据作用力的方向，液晶应具有不同的作用. 这就像将一根短木棍扔进流动的河水中. 短小的木棍随河而流，起初看起来很乱. 过了一会儿，所有短木棍的长轴自然地向河流的方向改变. 一致地，这代表了亚粘性流动模式，它也是具有最低流动自由能的物理模型. 另外，除了粘性响应之外，液晶还具有弹性响应. 它们都对施加的力有方向性影响. 因此，当光进入液晶材料时，不可避免地会根据液晶分子的排列而行进，从而导致自然偏转现象. 至于液晶分子的电子结构，它们都具有很强的电子共轭运动能力. 因此，当液晶分子受到外部电场时，它们容易被极化以产生感应的偶极. 这也是液晶分子之间相互作用力的来源. 普通电子产品中使用的液晶显示器利用液晶的光电效应，通过外部电压控制，然后通过液晶分子的折射特性和旋转光的能力来获得明暗条件（或称为光学特性）. 对比度），然后达到成像的目的.

4. 液晶显示器的类型液晶显示器在英语中通常称为LCD（液晶显示器），是一种平板显示器. 根据驱动方法，它们可以分为静态驱动（静态）和简单矩阵驱动（简单矩阵）. ）和有源矩阵驱动器（Active Matrix）. 其中，无源矩阵类型可分为扭曲向列（Twisted Nematic； TN），超扭曲向列（Super Twisted Nematic； STN）和其他无源矩阵驱动的液晶显示器. 有源矩阵类型大致可分为薄膜晶体管（TFT）和二端二极管（Metal / Insulator / Metal; MIM）两种方法. （有关详细分类，请参阅附图）TN，STN和TFT LCD的液晶分子在扭曲角度，颜色，对比度和显示质量方面均存在差异，这是由于扭曲液晶分子的原理不同所致. 应用领域的分类也有明显的区别. 就液晶显示技术的当前应用范围和水平而言，有源矩阵驱动技术以薄膜晶体管（TFT）为主流，并且主要用于笔记本电脑以及和图像处理产品中. 纯矩阵驱动技术当前基于扭曲向列（TN）和超扭曲向列（STN），并且当前的应用主要是文字处理器和消费类产品. 其中，TFT液晶显示器所需的资金投入和技术要求较高，而TN和STN所需的技术和资金要求较低.

5. 液晶显示器的工作原理如上所述，当前大多数液晶显示器技术主要基于TN，STN和TFT. 因此，我们将从这三种技术中讨论它们的工作原理. TN型液晶显示技术可以说是最基本的液晶显示器，而其他类型的液晶显示器也可以说以TN型为起源而得到了改进. 同样，其工作原理比其他技术更简单. 请参考下图. 图中示出了TN型液晶显示器的简单，该TN型液晶显示器包括垂直和水平偏振片，具有细槽的取向膜，液晶材料和导电玻璃基板. 成像原理是将液晶材料放置在两块透明导电玻璃之间，该两块透明导电玻璃附着在光轴的垂直偏振板上. 液晶分子将根据取向膜的细槽的方向依次旋转. 如果不形成电场，则光将是平滑的从偏振器射入，根据液晶分子旋转传播方向，然后从另一侧射出. 如果对两块导电玻璃通电，则会在两块玻璃之间产生电场，这将影响液晶分子之间的排列，导致分子棒扭曲，并且光不会穿透，从而屏蔽光源. 以这种方式获得的明暗对比现象称为扭曲向列场效应，或简称为TNFE（扭曲向列场效应）. 电子产品中使用的液晶显示器几乎都是通过扭曲向列场效应原理制成的. STN类型的显示原理类似，如下图所示. 区别在于TN扭曲向列场效应的液晶分子使入射光旋转90度，而STN超扭曲向列场效应使液晶的入射光旋转180〜270. 度. 我要在这里解释的是，纯TN液晶显示器本身只有两种情况（或黑白），并且无法实现颜色变化. STN液晶显示器涉及液晶材料和光的干涉之间的关系，因此显示的色调主要是浅绿色和橙色. 但是，如果将滤色器添加到传统的单色STN液晶显示器中，并且单色显示矩阵的任何像素（像素）都分为三个子像素，每个子像素都会通过滤色器. 红色，绿色和蓝色这三种原色，然后通过调节这三种原色的比率，还可以显示全色模式的颜色. 另外，如果将TN型液晶显示器的显示屏做大，则屏幕的对比度会变差，但是改进的STN技术可以弥补对比度的不足.

6. 液晶屏幕的驱动方法在TN和STN型液晶显示器中，使用简单驱动电极的方法是通过X和Y轴的交叉方法驱动的，如下图所示，因此显示部分尺寸越大，电极在中心部分的反应时间就越长. 为了使屏幕显示一致，整体速度将变慢. 简而言之，CRT监视器的屏幕更新频率似乎不够快，也就是说，用户会感觉到屏幕闪烁和跳动. 或需要快速3D时，显示器的显示速度无法跟上. 显示的关键结果可能会延迟. 因此，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的局限性，并且不适合观看电影或玩3D游戏. 为了改善这种情况，后来的液晶显示技术采用有源矩阵寻址来驱动，这是目前以极高的分辨率实现高数据密度液晶显示效果的理想设备. 该方法是使用由薄膜技术制成的硅晶体管电极，并使用扫描方法来选择打开和关闭任何显示点（像素）. 实际上，这利用薄膜晶体管的非线性功能来代替难以控制的液晶的非线性功能. 如上图所示，在TFT型液晶显示器中，导电玻璃用小的网状线画出，并且电极是由薄膜晶体管布置的矩阵开关. 每行相交处都有一个控制箱. 尽管驱动信号快速扫描通过每个显示点，但只有电极上晶体管矩阵中选定的显示点会获得足够的电压来驱动液晶分子，从而使液晶分子轴变成“明亮”的对比度，从而未选择. 显示点自然是“暗”对比度，避免了显示功能对液晶电场效应能力的依赖.

7. TFT型液晶显示器的工作原理更为复杂，主要组件包括荧光灯管，导光板，偏振片，滤光片，玻璃基板，取向膜，液晶材料，薄型晶体管还有很多. 首先，液晶显示器必须首先使用背光，即荧光管来投射光源. 这些光源穿过偏振片，然后穿过液晶. 此时，液晶分子的排列改变了穿透液晶的光的角度. 然后，光线必须穿过彩色滤光片和前面的另一个偏振片. 因此，我们可以通过改变激发液晶的电压值来控制最终的光强度和颜色，然后可以改变液晶面板上不同阴影的颜色组合.

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